Перейти к содержанию
Евгения77

Цементация стали 08пс

Рекомендуемые сообщения

Дата: (изменено)

Добрый день термисты! Прошу помощи в теории и практике. Нужно максимально упрочнить поверхностный слой стали 08пс на глубину 0,8-1,0мм. Цель упрочнения - чтобы деталь (в виде полой прямоугольной трубы с толщиной стенки 2,5мм) при нагрузке не давала изгиба. Первоначально проводилась нитроцементация детали, но максимально получили слой не более 0,2мм 750 НV, что в ходе испытаний не дало положительного результата. Сейчас решили провести цементацию. На сегодня провели цементацию 920 градусов в течении 8 часов. Хотелось бы знать сколько процентов углерода набрал поверхностный слой? При какой температуре проводить закалку стали (по аналогии с какой сталью проводить закалку)? Термист советует по аналогии сталь 70, но у меня сомнения. Спасибо. Еще вопрос назрел - при цементации как ведет себя контактная сварка, не получим ли мы разрушение?

Изменено пользователем Евгения77

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

я планирую закалку делать при температуре 880 градусов, потом низкий отпуск 1,5 часа при 180 градусах. Если не так прошу поправить.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Евгения, цементация это способ поверхностного упрочнения. Её применяют тогда, когда деталь работает в условиях динамического нагружения и износа одновременно (шестерни, валы). Если Вы хотите у трубы увеличить предел прочности на изгиб, то нужно подобрать соответствующую марку стали в справочнике и назначить режим ТО, обеспечивающий выбранной стали уровень прочности (твёрдости) заданный конструктором.

Не занимайтесь ерундой.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Евгения77, поддержу предыдущего автора. ВСЕ виды поверхностного упрочнения делаются для поверхностной износостойкости. Пытаться этим добиться изменения в поведении основного металла - бред. Что-то может и получится, да. Но намного лучше, когда изначально подобран правильный материал.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

а сегодня провели цементацию 920 градусов в течении 8 часов. Хотелось бы знать сколько процентов углерода набрал поверхностный слой?

А в чем цементировали-то? :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Коллеги, Вы правы по замене стали, но как всегда нас поставили в условия " делайте из того, что есть в наличии" вот мы и делаем...... Заодно и опыта набираемся. Предоставляю отчет о проведенных работах: Детали цементировали в древесно-угольном карбюризаторе. Выдерали 8 часов, остужали вместе с печью (попали на выходные время остывания 2 суток). Закалка при 880 градусах на масло. Отпуск 160-180 градусов 1,5 часа. А вот итог оказался интересен. Закалка получилась сквозная, поверхностный слой выгорел поэтому распределение твердости от поверхности к центру с шагом 0,1мм получилась - 30,32,38,42,48,51 НRC Структура сплошной бейнит, в середине поясок из вкроплений хлопьев мартенсита твердостью 62НRC. Вот как-то так. Прошу пояснений, что мы сделали не так?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Евгения77, Судя по описанию ваших действий, если выразиться максимально корректно вы занимаетесь неким "самоудовлетворением" в области давно проведенных опытов. Подумайте логически - у вас есть труба - и вам не нужно чтобы небыло изгиба - откройте учебник сопромата и вы увидите что в формуле изгиба балки нет свойств материала а есть характеристика его сечения. Таким образом чтобы у вас небыло изгиба у вашей трубы при приложении нагрузки необходимо увеличить ее сечение, например приварив накладки из листа на стенки трубы. Мех. свойства материала не влияют на изгиб но влияют на способность возвращаться в перевоначальное состояние после нагрузки - т.к. пределы текучести и прочности от термообработки растут, но не в вашем случае - вы прокалили несчастную 08кп в стекло и она у вас просто треснет напополам.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Возможно во время цементации в ящик проникал воздух?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

westdm, Спасибо за комментарий, конечно в вашем доводе есть смысл и есть над чем поразмышлять, но порою ситуация ставит в такие условия, которые ведут за собой кучу финансовых затрат и впустую потраченные годы труда (проектирование штампа и т.д.) в данном случае если мы не достигнем определенной прочности потребуется изменение конструкции узла, а это уже ведет к разработке нового штампа и еще куча времени на испытания. А так как опыта у меня не много, то для меня всякого рода эксперименты будут полезны (пока начальство не против).

 

Владимир_, Спасибо, может быть............. хотя крышку асбестом заливали. А чем герметизируют короб для цементации, чтобы не проникал воздух.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Не понимаю, чего тут такого военного? Заставило начальство делать то, за, что платит деньги. Хозяину денег, лучше знать, куда их тратить. Мот он решил повторить какую нить разработку Леонардо и премию получить, по импортозещению, например?

С точко зрения техники вопроса, не такой уж и откровенной чепухой вы занимаетесь. Просто, делаете закат солнца вручную. Из низкоуглеродистой стали делаете высокоуглеродистую (или средне, как получится). Потом закалите, потом отпустите на троостит отпуска и вуаля.

Всегда одно и то же повторяю, что для составления технологического процесса нужны исходные данные. В нашем случае, их практически нет. Марки стали и толщины стенки трубы недостаточно. Нужен еще чертеж детали и доступное термическое оборудование.

Из той информации, что имеем, для получения хоть какого нить результата, придется неукоснительно соблюдать ряд технологических условий.

1. При цементации, нужно создать необходимый углеродный потенциал. В древесном угле, это пропорция свежего и отработанного карбюризатора должна быть - 4 части свежего и одна часть отработанного.

Нужно очень тщательно закрывать пакет от доступа воздуха.

2. Температуру цементации поставьте лучше 900.

3. Поодолжительность цементации должна быть сколько, что бы стенка трубы процементировалась насквозь. Это большой вопрос для Вас, потому, что труба пустотелая и изнутри цементации не будет. А угля, который Вы, может быть и набъете внутрь трубы, не хватит, что бы насыщать углеродом металл на протяжении 12...14 часов. Поэтому, учитывая уверенную цементацию только с одной стороны, Вам придется цементировать не меньше 25 час. Одна зарядка цементационного пакета такой длительности не выдержит. Уголь выгорит и то, что Вы сначала нацементировали, потом улетит. Значит нужно будет перезапрвлять пакеты раза три и держать часов по 10 каждый раз. Тогда Вы точно процементируете насквозь с одинаковым содержанием углерода.

4. По закалке. Кто Вам сказал, что нужно калить с 880 и отпускать на 180. Если это не термист, выгоните его из термички, а если термист отправте на обучение. Вам нужны упругие свойства, а не износостойкость (хорошо, хоть обработку холодом не провлдили). Поэтому: закалка, как у углеродистой заэвтектоидной стали с 800...820 и средний отпуск 350...400, его режим придется подбирать самостоятельно.

Ваши тщательные металлографические исследования, конечно очень интересны, но в данном случае, боюсь, не отражают полную картину потому, что, скорее всего, Вы их проводили вначале трубы, где цементация проходила с двух сторон. Возьмите разрежте трубу напополам и посмотрите слой посередине трубы. Или разрежте трубу вдоль о смотрите внутренний слой по длине трубы. Там будет другая картина.

Вообще, нужно больше исходных данных.

Это, только маленькая, усредненная технология. Так, сказать общие правила. В действительности Вы столкнетесь с множеством нюансов, которые можете и не осилить. Все зависит от профессионализма и наличия хорошего термического оборудования.

Удачи.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Евгения77, Я все понимаю, но вы сами пишете в исходных данных про необходимость отсутствия изгиба - уменьшить прогиб балки можно единственным способом - увеличить ее сечение, по формуле прогиба балки там участвует момент инерции (который зависит от размеров сечения) , плечо нагрузки и модуль Юнга, ни один из этих параметров никак не связан с термообработкой и маркой материала, труба из стали 3 и труба из стали 45 прогнутся абсолютно одинаково.

Другое дело что сталь с более высоким пределом текучести и прочности вернется в первоначальное положение (отпружинит) после снятия нагрузки а менее прочная сталь останется погнутой (при превышении предела текучести) или вообще сломается при превышении предела прочности. Прокаливая вашу трубу вы возможно добъетесь повышения прочности (хотя вы прокалите ее скорее всего до хрупкости и она треснет под нагрузкой - у вас будет износостойкая, но хрупкая как стекло труба), но прогиб отсутствия которого вы добиваетесь по законам сопромата никуда не уйдет. Вы же понимаете что если ваша задача именно в уменьшении или отсутствии прогиба трубы под нагрузкой то ваши экспременты не несут никакого смысла для поставленной задачи.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

SDF, westdm, Эксперименты еще не закончены, после испытаний деталей, отпишусь о результатах.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Эксперименты еще не закончены, после испытаний деталей, отпишусь о результатах.

Я уж не стал писать про бессмысленность ТО для влияния на изгиб (прогиб), как westdm. Просто по такому тексту ясно, что темой автор владеет не очень, и написав одно, запросто может иметься ввиду другое. Если же именно прогиб важен, то да, твердость/прочность/вязкость/износостойкость не повлияют на это НИКАК. Экспериментировать можно конечно вечно, но против законов физики не попрешь.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Прошу помощи в теории и практике. Нужно максимально упрочнить поверхностный слой стали 08пс на глубину 0,8-1,0мм. Цель упрочнения - чтобы деталь (в виде полой прямоугольной трубы с толщиной стенки 2,5мм) при нагрузке не давала изгиба.

Что касается теории:

1) Никто и никогда не цементирует детали более чем до середины радиуса (в случае плоской детали - больше 25% толщины) - иначе почти наверняка процементируется насквозь.

2) При цементации в твердом карбюризаторе углеродный потенциал не регулируется и для стали 08 при температуре цементации 920С составляет 1,2-1,3% - именно столько углерода у Вас будет на поверхности. При этом никто и никогда не делает элементов конструкций из высокоуглеродистых сталей, поскольку даже при сравнительно высоких температурах отпуска велик риск хрупкого разрушения, что для металлоконструкций недопустимо! Закажите трубу из стали 45 или 40Х и делайте из нее, как все нормальные люди!

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Подумайте логически - у вас есть труба - и вам не нужно чтобы небыло изгиба - откройте учебник сопромата и вы увидите что в формуле изгиба балки нет свойств материала а есть характеристика его сечения.

Ужас! Видимо Вы учебник по сопромату давно не открывали.

post-142896-099683800_1531728103_thumb.jpg

Чем больше модуль Юнга (Е), тем меньше прогиб (перемещение). Таким образом, в формуле изгибных перемещений заложены свойства материала, что необходимо учитывать при расчётах на жёсткость.

Другой вид сопроматовских задач - это расчёт на прочность, где необходимо определить уровень максимальных напряжений для заданного сечения и на этой стадии свойства материала, действительно, пока не фигурируют. Затем нужно осуществить выбор материала по критерию: предел текучести (упругости) больше расчётных максимальных напряжений, и на этой стадии Вам, всё таки, придётся залезть в марочник сталей, выбрать сталь и режим её ТО.

Я уж не стал писать про бессмысленность ТО для влияния на изгиб (прогиб), как westdm

Строго говоря, модуль упругости зависит от ТО [см. Рахштадт. Пружинные стали]. Правда отличия менее 10% и для многих задач, здесь я с Вами согласен, этим можно пренебречь, но для рессор, собираемых в пакет, этим изменениями пренебрегать нельзя.

 

вы прокалили несчастную 08кп в стекло и она у вас просто треснет напополам.

Без комментариев. -1 к репутации.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

 

Просмотр сообщенияwestdm (15 July 2018 - 23:00) писал:

вы прокалили несчастную 08кп в стекло и она у вас просто треснет напополам.

Без комментариев. -1 к репутации.

При проверке сварочного шва, так и случилось. Правда замер нагрузки не произвели. Посмотрим на официальных испытаниях что покажет.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Строго говоря, модуль упругости зависит от ТО [см. Рахштадт. Пружинные стали]. Правда отличия менее 10%

Вот сравнить - на сколько уменьшится прогиб трубы, если ее цементировать, закалить, криогенно обработать, потом еще отполировать и покрыть нитридом титана для полного счастья в одном случае, и если просто увеличить стенку с 2,5 до 3,0 мм и применять 08пс в состоянии поставки...

Вообще задача из разряда - "вы делайте, а что получится не важно".

Сварка цементируемой железки, при чем, я так понимаю - после ТО, вообще веселый подход к решению

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

break, да, нам предлагали увеличить стенку детали, но это потребует изготовления нового штампа для гибки, а это уже доп. средства.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

нового штампа для гибки, а это уже доп. средства.

все другие способы, я уверен, будут гораздо более затратными. Провести цементацию и ТО (а это чуть ли не сутки работы печей и персонала, к ним прилагаюшегося) с сомнительным результатом по вашему дешевле нового штампа? Да и сварка, которая, на сколько я понял, там задумана, закаленной цементированой стали - за гранью технологичности, поскольку с лучшем случае потребует еще долгой и недешевой отработки технологии ТО сваренных железок с сомнительным результатом, а скорее всего - оно просто будет разваливаться на составляющие.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

да, скорее всего конструктора настоят на изменении конструкции, но требуется официальное подтверждение нерабочей конструкции с приложением всех приведенных доработок и их испытаний.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

но требуется официальное подтверждение нерабочей конструкции с приложением всех приведенных доработок и их испытаний

У вас офицальное подтверждение не делать то, чем вы занимаетесь, было с самогО начала. Можно было найти кучу нормативных документов, с которыми ваши действия несовместимы. Хоть бы даже взять несвариваемость той стали, которую вы получите, после цементации. На основании этих нормативных документов и производится использование, или замена материала. Вам об этом писали все с самого начала. Вообще, бред какой то. У вас все сделано через одно место. Сначала слепили из того, что было, потом все увидели, что оно не лепится и на нем можно убиться, и теперь ищите основания, что бы предотвратить беду. Бред какойто, не подлежажий здравомыслящему объяснению. Когда читаешь такое, душа радуется за свое предприятие, что мы до такого не дошли.

Извиняюсь за прямоту. Все ИМХО.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

ilia-ilich, Вы прекрасно понимаете что при обычных проектных расчетах прикладными формулами где используются коэффициенты запаса, никто не будет заморачиваться и впадать в экстаз научной мысли, а примет модуль Юнга как 2*10^11 Па, даже с учетом того что для стали 20 он 211 ГПа, а для стали 45 - 200 ГПа, абсолютно никакого значения в решении прикладных задач это не имеет, таким образом в данной задаче которая является прикладным расчетом на изгиб точным значением модуля Юнга можно принебречь и считать что свойств материала тут нет. Даже если представить что алхимические опыты ТСа его как-то изменят.

По поводу "прокалили в стекло" это действительно так и автор темы вам это написал, причем позже моего ответа. Ничего вы термообработкой трубы в решении задачи именно на уменьшение прогиба не добьетесь. И никакими расчетами вы это не опровергнете.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Ничего вы термообработкой трубы в решении задачи именно на уменьшение прогиба

 

Это если материал в упругой стадии работает, и не испытывает пластических деформаций.

Термообработка позволит несколько увеличить диапазон "упругой" работы, а потом просто сломается.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Hub-steer, выше уже сказали про это. Меняется именно предел упругости (читай "текучести"), но прогиб остается таким же.

Изменено пользователем bull

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

bull, в том-то и дело, что речь может идти не о "прогибе". Изначальный посыл звучал так -

при нагрузке не давала изгиба

 

При этом Евгения не уточняет, что понимется под "изгибом". Любой материал под любой нагрузкой "изгибается". Может быть, требуется чтобы не возникало остаточных деформаций после нагрузки? Если так - тогда термоообработка поможет. Если речь идет о уменьшении упругих деформаций, о чем обсуждалось выше - тогда не поможет.

В любом случае, я бы посоветовал Евгении и ее начальству почитать литературу по сопротивлению материалов.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти

  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу


×
×
  • Создать...

Важная информация

Мы разместили cookie-файлы на ваше устройство, чтобы помочь сделать этот сайт лучше. Вы можете изменить свои настройки cookie-файлов, или продолжить без изменения настроек.